CO2センサー（二酸化炭素濃度検出器）とは？
室内の二酸化炭素濃度を測定し換気を促すセンサー

1. 基本概要

そもそも何か

CO2センサーとは、室内の二酸化炭素（CO2）濃度をリアルタイムに測定するセンサーです。
測定値は「ppm（parts per million）」で表示され、屋外の大気は約420ppm、
人がいる室内は500〜2,000ppm程度の範囲で変動します。

建築物衛生法（ビル管法）では特定建築物の室内CO2濃度を1,000ppm以下に維持することが
義務付けられています。CO2センサーはこの基準を満たすための測定・制御に不可欠な機器です。

なぜ必要なのか

従来の換気システムは在室人数に関係なく一定量の外気を取り入れる
「定風量方式」が一般的でした。しかし実際の在室人数は時間帯によって大きく変動するため、
無駄な換気による冷暖房エネルギーの浪費が問題となっていました。

CO2センサーで実際の空気汚染度を測定し、必要な分だけ換気する
DCV（Demand Controlled Ventilation＝デマンド制御換気）は省エネ法の評価でも高く評価され、
外気処理にかかるエネルギーを30〜50%削減できるとされています。

2. 構造や原理

検出方式

CO2センサーの検出方式は主に以下の2種類があります。

• NDIR方式（非分散型赤外線方式）:
  CO2が特定の波長（4.26μm）の
  赤外線を吸収する性質を利用した
  最も一般的な方式です。
  精度が高く（±50ppm程度）、
  長期安定性にも優れているため
  ビル用途ではこの方式が
  ほぼ標準的に採用されています。
• 光音響方式:
  赤外線をCO2に照射し、
  CO2が吸収したエネルギーで
  発生する音波を検出する方式。
  高精度ですがコストが高く、
  研究用途で使用されます。

信号出力と制御連携

CO2センサーは測定したCO2濃度をアナログ信号（4〜20mAまたは0〜10V）で出力します。
この信号はBEMSや空調のDDC（直接デジタル制御器）に入力され、換気ファンの回転数や
外気ダンパーの開度を自動制御します。

たとえばCO2濃度が800ppmを超えると外気ダンパーを開き始め、1,000ppmで全開にするといった
比例制御が一般的です。在室者が少ない時間帯はCO2濃度が低いため換気量を絞り、
冷暖房の負荷を低減できます。

3. 素材・形状・規格

外観形状と素材

CO2センサーは樹脂製のコンパクトな筐体に収められ、壁掛け型が最も一般的です。
サイズは手のひら大（約100mm×80mm×30mm程度）で、壁面にネジ止めまたは
ボックスに組み込んで設置します。

表示画面付きのものと表示なし（信号出力のみ）の2タイプがあります。
ホテルのロビーや学校の教室など利用者に見せたい用途では液晶ディスプレイ付きが選ばれます。

種類や関連規格

• 壁掛け型（室内設置）:
  最も一般的なタイプ。
  床上1.2m程度の高さに設置し
  居住域のCO2濃度を測定します。
• ダクト挿入型:
  還気ダクトに直接挿入して
  還気のCO2濃度を測定します。
  AHUの外気制御に使用されます。
• 多機能複合型:
  CO2に加えて温度・湿度・VOC
  （揮発性有機化合物）なども
  測定できる複合センサーです。

関連規格としてはJIS T 8201（可燃性ガス検知器）は直接適用されませんが、建築物衛生法に基づく
CO2測定基準値（1,000ppm以下）と省エネ法のDCV評価基準に準拠する性能が求められます。

4. 主に使用されている場所

使用される施設

• オフィスビル:
  会議室や大部屋オフィスの
  換気制御用に設置されます。
  特に会議室は人の出入りが激しく
  CO2濃度が急変するため効果的です。
• 学校:
  教室の換気管理用に導入が進み、
  文部科学省も学校環境衛生基準で
  CO2濃度1,500ppm以下を推奨
  しています。
• 商業施設・映画館:
  不特定多数が集まる場所では
  在室人数の変動が大きいため、
  DCV制御の省エネ効果が
  特に大きくなります。
• 病院・福祉施設:
  感染症対策としての
  換気量の見える化にも
  活用されています。

具体的な設置位置

壁掛け型は室内の壁面に床上1.0〜1.5mの高さで設置します。窓や出入口の近く、空調吹出口の
直下は外気や空調の影響で正確な測定ができないため避けてください。

ダクト挿入型は還気ダクトの直管部分に差し込んで設置します。AHUの外気ダンパー制御に
使用する場合は還気側に、室内環境の監視目的では室内壁面に設置するのが適切です。

5. メリット・デメリット

メリット（長所）

• 省エネ効果が非常に高い:
  DCV制御により外気処理に
  かかるエネルギーを
  30〜50%削減できます。
  特に大空間や変動が大きい施設で
  効果を発揮します。
• 室内環境の見える化:
  空気の汚れ具合を数値で
  リアルタイムに確認でき、
  換気不足を客観的に把握できます。
• 法令遵守の支援:
  ビル管法のCO2基準値
  （1,000ppm以下）を
  常時監視できるため、
  法令違反のリスクを低減できます。
• 感染症対策への貢献:
  換気量の指標としてCO2濃度を
  活用することで、
  飛沫・エアロゾル感染の
  リスク低減に寄与します。

デメリット（短所・弱点）

• 定期校正が必要:
  NDIR方式は光源の劣化により
  経年で測定値がドリフト
  （ずれ）する場合があります。
  年1回程度の校正が推奨されます。
• 設置位置の選定が難しい:
  窓際や出入口近くに設置すると
  外気の影響で実際の室内濃度と
  大きく異なる値を示します。
  適切な設置位置の選定は
  専門知識が必要です。
• 単体では換気不良を解決しない:
  センサーはあくまで計測器であり、
  換気設備やBEMSとの連携が
  なければ省エネ効果は得られません。

6. コスト・価格の目安

導入や更新にかかる費用

CO2センサー自体は比較的安価ですが、BEMSや空調制御との連携工事を
含めると相応の費用が発生します。ただし省エネ効果による投資回収は2〜5年程度と
比較的早いとされています。

7. 更新周期と注意点・絶対にやってはいけない悪い使用方法

更新周期（推奨交換時期）

CO2センサーの推奨更新周期は5〜10年が目安です。NDIR方式の光源は経年劣化するため、
校正で補正できる範囲を超えたら交換が必要になります。メーカー推奨の校正間隔と
使用環境の粉塵レベルによって寿命は大きく変わります。

絶対にやってはいけない悪い使用方法

悪い使用方法をするとどうなるか（末路）

校正されていないセンサーが低い値を示し続けることでDCV制御が換気量を絞りすぎ、
実際のCO2濃度が基準値を大幅に超過している状態が長期間続きます。

在室者は頭痛・眠気・集中力低下などの症状を訴えるようになり、ビル管法の定期検査で
CO2基準値超過が発覚した場合、保健所から改善命令が下されます。テナントからの苦情や訴訟に
発展するリスクもあります。

8. 関連機器・材料の紹介

CO2センサーと組み合わせて使用される換気・空調関連設備を紹介します。

• 全熱交換器:
  換気しながら空調エネルギーを回収する
  省エネ換気装置。CO2センサーと連携し
  必要な分だけ換気する制御が可能です。
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• BEMS（ビルエネルギー管理システム）:
  CO2センサーの測定値を一括管理し、
  空調・換気の最適制御を行います。
  DCV制御の中核システムです。
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• VAV（可変風量装置）:
  CO2センサーの値に基づいて
  ゾーンごとの給気量を制御し、
  きめ細かいDCV制御を実現します。
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9. 多角的なQ&A（20連発）